Question

3．在測定電源的電動勢和內阻的分組實驗課后，教師拿出一個蓄電池，要求寫出一個運用實驗室現有器材、較準確測定其電源電動勢的設計方案．（可借用別組的實驗器材）
實驗室每組備有下列器材：
A．待測蓄電池（電動勢約為5V，內阻小于0.5Ω額定電流2A ）
B．電壓表V（ 0～3V～15V．內阻大于1kΩ ）
C．電流表A（0～0.6A～3A，內阻小于0.5Ω ）
D．滑線變阻器R（0～10Ω，5A）
E．開關和導線若干
某小組同學的設計方案中，僅借用另外一組的一件實驗儀器，就較準確測定了蓄電池的電源電動勢．
（1）試在方框中畫出該組的電路設計圖，其中電壓表量程3V，電流表量程為0.6A
（2）若測量中，電壓表、電流表分別獲得兩組數據U₁、I₁、U₂、I₂，則E=$\frac{{{I_1}{U_2}-{I_2}{U_1}}}{{{I_1}-{I_2}}}$．

Answer 1

分析 根據要求滿足安全性，準確性，方便操作的原則選擇待選器材．在選擇電壓表和電流表時要求在不超過量程的前提下偏轉角度盡量大些，由于電流表的內阻接近電源的內電阻，故將電壓表接在電源和開關兩側可以減小誤差．

解答 解：（1）待測的電源是電動勢約2V，所以壓表應選用0-3V，即A．為了讀數準確，所以電流表應選用0-0.6A，即C．
（2）由于電流表的內阻接近電源的內電阻，故將電壓表接在電源和開關兩側可以減小誤差，為了實驗安全和減小誤差，需要接入保護電阻，所以本實驗可以借用滑動變阻器來作為定值電阻使用；原理圖如圖：
若測量中，電壓表、電流表分別獲得兩組數據U₁、I₁、U₂、I₂，
則E=U₁+I₁（R+r）  ①，
E=U₂+I₂（R+r）  ②
聯(lián)立①②得：$E=\frac{{I}_{1}{U}_{2}-{I}_{2}{U}_{1}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$
故答案為：（1）電路如圖所示3V；0.6A（2）$\frac{{{I_1}{U_2}-{I_2}{U_1}}}{{{I_1}-{I_2}}}$

點評 正確選擇儀器是電學實驗的經�？疾榈目键c，測電動勢和內電阻的實驗高考可較多出現，但考查內容相對集中，主要是考查誤差分析、電路的選擇及數據的處理，應注意掌握基礎知識．